First data on U-Pb isotope age of zircons from the harzburgites and chromitites of the Agardaga ultramafite massive (Sou.pdf Введение К настоящему времени U-Pb изотопным методом продатированы акцессорные цирконы из пород многих мафит-ультрамафитовых массивов, расположенные в пределах складчатых областей Урала, Восточного Забайкалья, Чукотки, Камчатки, Приморья, о. Сахалин, Курильских островов, в ряде других регионов, а также в Срединно-Атлантическом хребте [Леснов, 2015]. В большинстве этих массивов цирконы характеризуются очень широкими вариациями изотопного возраста, в том числе в отдельно взятых пробах. Причины подобной полихронности цирконов являются предметом дискуссий [Краснобаев, Анфилогов, 2014; Костицын и др., 2015; Анфилогов и др., 2018; Леснов, 2018]. В предлагаемой статье представлены результаты впервые выполненных для территории Тувы изотопно-геохронологических исследований цирконов из гарцбургитов и хромититов хромитоносного Агардагского ультрамафитового массива, относящегося к офиолитовой ассоциации. Структурно-геологическая характеристика Агардагского массива Агардагский массив расположен на юго-западном фланге Южно-Тувинского мафит-ультрама-фитового ареала вблизи оз. Шара-Нур (50°18'33.53м с.ш.; 94°35'06.89" в.д.). На протяжении длительного времени его исследования проводились, главным образом, структурно-тектоническими, петрографическим, петрохимическими и металлогеническими методами [Пинус, Колесник, 1966; Никитчин, 1969; Ступаков, Завьялова, 1986; Лоскутов и др., 1999; Долгушин и др., 2019; Корнейчук и др., 1987; Лес-нов и др., 2019]. Линзовидное в плане тело массива имеет протяженность около 20 км при максимальной ширине 4 км. Длинная ось массива, имеющего крутые (75-80° на СЗ) тектонические контакты с вмещающими метавулканогенно-терригенными образованиями (рифей - нижний кембрий?), ориентирована в СВ направлении. В терригенных отложениях вблизи массива обнаружены единичные зерна хромшпи-нели, подобной той, которая представлена в его породах. Согласно имеющимся на сегодня геолого-структурным данным, предполагается, что массив, относящийся к акдовуракскому магматическому комплексу, имеет позднерифейско-нижнекембрий-ский возраст. Вместе с тем, по данным некоторых исследователей, офиолитовая ассоциация, в состав которой входит Агардагский массив, была сформирована в позднем протерозое (570 ± 2 млн лет) [Pfander et al., 2002]. © Леснов Ф.П., Ойдуп Ч.К., Монгуш А. А., Сергеев С. А., 2020 DOI: 10.17223/25421379/16/5 Массив сложен в различной мере серпентинизи-рованными гарцбургитами и дунитами, апогарцбур-гитовыми и аподунитовыми антигоритовыми и более редкими антигорит-хризотиловыми серпентинитами. В приконтактовых зонах массива серпентиниты интенсивно рассланцованы. Массив интрудирован штоками и дайками габбро, габбро-диоритов, габбро-диабазов, диабазовых и базальтовых порфиритов. Вблизи от контактов с массивом обрамляющие его метатерригенно-вулканогенные породы подверглись дроблению и рассланцеванию. Сланцеватость в серпентинитах из эндоконтактов массива, а также в примыкающих к нему вмещающих породах имеет примерно одинаковое простирание и крутое падение (9060°). По мере удаления от массива сланцеватость вмещающих пород становится все более пологой. Крутопадающие тектонические контакты массива, явления «задирания» во вмещающих породах вблизи контактов с массивом и выполаживание их сланцеватости по мере удаления от массива, наличие среди серпентинитов эндоконтактовой зоны массива тектонических отторженцев вмещающих пород, а также присутствие в последних зерен хромшпинели дают основание полагать, что Агардагский массив представляет собой тектонический блок (протрузию), который внедрился в земную кору по круто наклоненному глубинному разлому. Согласно результатам поисково-разведочных работ, в пределах Агардагского массива обнаружено около 120 разномасштабных рудопроявлений хромититов, в том числе 74 - в коренном залегании [Долгушин и др., 2019]. Результаты геохронологических исследований и их обсуждение С целью U-Pb изотопного датирования цирконов из пород Агардагского массива из коренных обнажений, расположенных в его южной части, были отобраны три крупногабаритные пробы из гарцбургитов (Аг-1), дунитов (Аг-2) и из залежи массивных хромититов (Аг-3) (рис. 1). При минералогическом изучении тяжелых фракций этих проб с размером зерен 0,3 мм цирконы были обнаружены только в гарцбур-гитах (12 зерен) и хромититах (10 зерен). Их U-Pb изотопное датирование было выполнено в Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ (г. Санкт-Петербург) на вторично-ионном масс-спектрометре SHRIMP II по методике, разработанной в этом Центре [Schuth et al., 2012], при этом использовались стандарты «TEMORA» и «91500». Результаты изотопных исследований цирконов представлены в табл. 1, 2. Изотопные исследования сопровождались изучением зерен циркона в оптическом (рис. 2) и катодо-люминесцентном (см. рис. 3) режимах. При этом было установлено, что часть зерен циркона из гарц-бургитов и хромититов имеет хорошую кристаллографическую огранку, у остальных зерен наблюдались округленные ребра и грани. Многие зерна, особенно те, которые имеют «древний» изотопный возраст, характеризуются низкой интенсивностью като-долюминесцентного свечения вплоть до полного его отсутствия. В некоторых зернах наблюдалась нерегулярная осцилляторная зональность. Подавляющая часть зерен циркона из гарцбургитов имеет значения возраста в интервале 885-392 млн лет. В зернах с возрастом в интервале 420-390 млн лет отмечались признаки более поздней переработки. Содержание U в цирконах из гарцбургитов составило 110-647 г/т, Th - от 8 до 522 г/т, значение параметра U/Th - от 0,77 до 55,5. Цирконы из хромититов представлены несколько округленными короткопризмати-ческими зернами, значения возраста которых находятся в интервале 863-403 млн лет, и, как можно видеть, эти значения близки к таковым для цирконов из гарц-бургитов. Цирконам из хромититов свойственны следующие геохимические характеристики: U (2122 224 г/т), Th (68-633 г/т), Th/U (1,3-5,8). Предполагается, что «древние» цирконы из гарцбургитов и хроми-титов имеют реликтовую природу и что вариации значений их изотопного возраста являются следствием различий в степени нарушений («омоложения») U-Pb систем, произошедших в намного более древних «юве-нильных» цирконах, изначально находившихся в верхнемантийном протолите до начала его частичного плавления и с образованием ультрамафитовых реститов. Помимо охарактеризованных относительно древних цирконов в гарцбургитах было обнаружено несколько зерен с заметно меньшими значениями возраста (293-276 млн лет). В них наблюдалась регулярная осцилляторная зональность, но отсутствовали ядра и оболочки. Для этих цирконов определены несколько повышенные содержания U (133-993 г/т) и Th (115-1221 г/т), а также меньшие значения параметра Th/U (0,81-1,16). В целом полученные данные указывают на то, что цирконы из гарцбургитов и хромититов являются полихронными, причем хромититы отличаются от гарцбургитаов отсутствием зерен из популяции с возрастом в интервале 293-276 млн лет (см. рис. 4). Диаграммы с конкордиями показали, что значения U-Pb изотопного возраста цирконов из гарцбургитов и хромититов являются субконкордантными или конкордантными (см. рис. 5, 6). Переходя к обсуждению причин, обусловивших полихронность цирконов из Агардагского массива, отметим следующее. С учетом ранее полученных нами данных об изотопном возрасте цирконов из ультрамафитов и габброидов Березовского мафит-ультрафитового массива (о. Сахалин) [Леснов, 2015], а также Шаманского ультрамафитового массива (Восточное Забайкалье) [Леснов, 2018], относящихся к офиолитовым ассоциациям, можно предполагать, что «древние» цирконы из гарцбургитов и хромити-тов Агардагского массива являются реликтовыми. Рис. 1. Космический фотоснимок центральной части Агардагского ультрамафитового массива Центр массива (50°18'33.53" с.ш.; 94°35'06.89" в.д.). Указаны пункты отбора проб для выделения цирконов: Аг-1 - гарцбурги-ты, Аг-2 - дуниты, Аг-3 - хромититы Fig. 1. A space photograph of the central part of the Agardag ultramafic massif The center of the massif (50°18'33.53'' N; 94°35'06.89'' E). The sampling points of the separation of zircons was indicated: Ag-1 -harzburgites, Ag-2 - dunites, Ag-3 - chromitites Таблица 1 Характеристика проб, из которых отобраны зерна датированных цирконов Table 1 Characterization of samples from which grains of dated zircons were taken Номер пробы и ее состав Координаты пункта отбора пробы Размер площадки отбора пробы, м Начальный вес пробы, кг Количество датированных зерен Количество определений возраста Аг-1 (гарцбургит) 50°17'23.9" с.ш. 94°34'48.5" в.д. 3 х 4 21,4 12 14 Аг-3 (хромитит) 50°17'05.1" с.ш. 94°32'58.6" в.д. 30 х 100 19,7 10 10 Таблица 2 Результаты датирования цирконов из гарцбургитов и хромититов из Агардагского массива U-Pb изотопным методом Table 2 Results of dating zircons from harzburgites and chromitites from Agardag massif by U-Pb isotopic method '- зерна шализа) 206Pbc, % U, г/т Th, г/т 232Th/ 238U 206Pb* г/т Возраст, млн лет по 206pb*/23«u ±% 207Pb*/ 206Pb* ±% 20'Pb* / 235U ±% 206Pb*/ 238u ±% КК П роба Аг-1 (гарцбургит) 11.1 0,01 231 192 0,86 29,3 885 13,0 0,0679 1,3 1,376 2,1 0,1471 1,6 0,78 8.1 0,01 159 224 1,46 18,5 819 13,0 0,0646 1,7 1,207 2,4 0,1355 1,7 0,69 8.2 0,25 444 8 0,02 32,6 528 8,2 0,0581 1,9 0,684 2,5 0,0854 1,6 0,66 3.1 0,01 110 18 0,17 8,08 528 9,0 0,0571 2,7 0,672 3,2 0,0853 1,8 0,55 12.1 0,01 329 285 0,90 23,0 504 7,8 0,0574 1,6 0,643 2,3 0,0813 1,6 0,71 5.1 0,11 203 112 0,57 13,6 485 7,9 0,0554 2,3 0,597 2,8 0,0782 1,7 0,58 4.1 0,01 400 307 0,79 26,2 473 7,3 0,0567 1,5 0,596 2,2 0,0762 1,6 0,73 10.1 0,01 414 44 0,11 24,1 423 6,7 0,0540 1,7 0,504 2,4 0,0678 1,6 0,69 № зерна (анализа) 206Pbc, % U, г/т Th, г/т 232Th/ 238U 206Pb* г/т Возраст, млн лет по 206Pb*/23«U ±% 207Pb*/ 206Pb* ±% 207Pb* / 235U ±% 206Pb*/ 238U ±% КК 9.1 0,01 210 125 0,61 12,1 419 6,8 0,0540 3,5 0,501 3,9 0,0672 1,7 0,43 7.1 1,59 647 522 0,63 35,4 392 6,0 0,0557 4,2 0,481 4,4 0,0627 1,6 0,36 1.1 0,01 445 503 1,17 17,8 293 4,6 0,0529 2,0 0,339 2,5 0,0465 1,6 0,64 6.1 0,01 456 395 0,90 17,8 287 4,5 0,0518 1,9 0,325 2,5 0,0455 1,6 0,64 2.1 0,01 133 115 0,89 5,19 286 5,2 0,0541 3,5 0,337 3,9 0,0453 1,8 0,47 1.2 0,01 993 1221 1,27 37,4 276 4,2 0,0510 1,3 0,308 2,0 0,0438 1,6 0,77 Проба Аг-3 (хромитит) 8.1 0,01 448 180 0,42 55,1 863 13,0 0,0669 1,0 1,322 1,8 0,1432 1,6 0,85 1.1 0,01 248 132 0,55 30,4 862 13,0 0,0673 1,3 1,329 2,1 0,1431 1,6 0,78 9.1 0,01 212 164 0,80 25,7 852 13,0 0,0673 1,5 1,311 2,2 0,1413 1,6 0,74 5.1 0,01 735 334 0,47 86,9 831 12,0 0,0666 0,8 1,263 1,7 0,1376 1,5 0,89 6.1 0,01 151 71 0,49 11,7 560 11,0 0,0583 2,3 0,73 3,1 0,0908 2,0 0,66 3.1 0,01 1606 633 0,41 115,0 515 7,6 0,0572 0,7 0,656 1,7 0,0831 1,5 0,91 4.1 0,01 488 256 0,54 33,0 488 7,4 0,0570 1,4 0,618 2,1 0,0786 1,6 0,76 7.1 0,03 2224 447 0,21 150,0 488 7,6 0,0558 0,7 0,605 1,7 0,0786 1,6 0,92 10.1 0,29 502 257 0,53 32,0 459 7,0 0,0552 2,0 0,562 2,5 0,0783 1,6 0,62 2.1 0,07 393 68 0,18 21,0 403 7,9 0,0547 1,8 0,486 2,7 0,0645 2,0 0,75 Примечание. Ошибки приведены на уровне 1о. Pbc и Pb* - общий и радиогенный Pb соответственно. Ошибка в калибровке стандарта составила 0,42% (не входит в перечисленные выше ошибки). Радиогенный Pb скорректирован с использованием измеренного содержания Pb. КК - коэффициент корреляции между ошибками определения изотопных отношений 2 •06Pb*/23SU и 207Pb*/235U. Fig. 2. Microphotographs of representative zircon grains from harzburgite (Ag-1) and chromite (Ag-3) samples taken in the optical mode. Increased ~ 250x Note. Errors are given at 1o, Pbc and Pb* are total and radiogenic Pb, respectively. The error in the calibration of the standard was 0,42% (not included in the errors listed above), Radiogenic Pb was adjusted using measured 204Pb content. KK is the correlation coefficient between errors in determining the isotopic ratios 206Pb*/238U and 207Pb*/235U. Рис. 2. Микрофотографии представительных зерен циркона из гарцбургитов (Аг-1) и хромититов (Аг-3), полученные в оптическом режиме. Ув. ~250х Рис. 3. Микрофотографии зерен циркона, выполненные в катодолюминесцентном режиме. * 200 а, Ъ - из гарцбургитов (проба Аг-1); c, d - из хромигитов (проба Аг-3) Fig. 3. Microphotographs of zircon grains made in the cathodoluminescent mode. * 200 a, Ъ - from harzburgites (sample Ag-1); c, d - from chromitites (sample Ag-3) Рис. 4. Гистограммы распределения значений изотопного возраста цирконов из проб (по данным табл. 2): а - Аг-1 гарцбургиты (n = 14); Ъ - Аг-3 хромититы (n = 10) Fig. 4. Histograms of the relative probability of the values of the isotopic age of zircons from (according to table 2): а - harzburgites (n = 14), sample Ag-1; Ъ - chromitites (n = 10), sample Ag-3 data-point error ellipses are 2g b 0.2 0,4 0,6 0.8 1.0 1,2 1,4 1,6 0,4 0, 207Pb/235U data-point error ellipses are 2c a 0,02 0,0 1.2 1,6 207Pb/235U Рис. 5. Диаграммы с конкордией для зерен циркона а - из гарцбургитов (проба Аг-1); b - из хромититов (проба Аг-3) b ■rlata-| 0,130 Concordia Ag& = ®47 ±11 Ma [2c. decay-const. erra included) MSWDlof«nixnlancs)= 17. Probability (of concordance) = 0 18 1,18 1,22 1,26 1,30 1,34 1,38 1,42 207Pb/235U Fig. 5. Concordia plots for general totality of zircon grains a - from harzburgites (sample Ag-1); b - from chromitites (sample Ag-3) a 0,041 Concordia Age = 285±5Ma (2o.decay-const, errsincluded) MSWD (of concordance! -0.42, Probability (of concordance) = 0.52 0,28 0,30 0.32 0.34 0.36 0,38 207Pb/235U Рис. 6. Диаграммы с конкордией а - для молодых цирконов из гарцбургитов (проба Аг-1); b - для древних цирконов из хромититов (проба Аг-3) Fig. 6. Concordia plots a - for young zircons from harzburgites (sample Ag-1); b - for ancient zircons from chromitites (sample Ag-3) При этом имеется в виду, что изначально данные цирконы находились в составе верхнемантийного протолита в виде намного более древней ювениль-ной фазы. Затем в процессе частичного плавления протолита мелкие зерна циркона были полностью уничтожены в результате их резорбирования, в то время как более крупные зерна минерала при резор-бировании сохранились в составе гарцбургитового рестита и в хромититах в виде реликтовой фазы. Наблюдаемые широкие вариации значений изотопного возраста реликтовых цирконов из гарцбургитов и хромититов, как предполагается, обусловлены неравномерными нарушениями и «омоложением» U-Pb изотопных систем ювенильных цирконов при частичном плавлении протолита с образованием ре-ститов. Такие нарушения сопровождались более или менее существенной потерей ювенильными цирконами радиогенного свинца вследствие его диффузии [Костицын и др., 2015]. Что касается природы цирконов с возрастом в интервале 293-276 млн лет, которые обнаружены в пробе гарцбургитов, то они, вероятнее всего, имеют эпигенетическую природу. Предполагается, что цирконы из этой популяции кристаллизовались при инфильтрации в пределы Агардагского массива флюидов, которые выделялись внедрившимся на данном отрезке времени кислым расплавом, обусловившим формирование интрузивов и даек гранитоидов, распространенных вблизи и в пределах Агардагского массива. Одним из свидетельств того, что породы ультра-мафитового массива подверглись инфильтрации обогащенных кремнеземом эпигенетических флюидов, может служить уваровит-кеммереритовая микроминерализация, обнаруженная в хромититах из этого массива, для образования которой необходим флюидный привнос кремнезема. Выводы 1. Впервые на территории Тувы в реститогенных гарцбургитах и хромититах из хромитоносного Агардагского ультрамафитового массива обнаружены и продатированы U-Pb изотопным методом акцессорные цирконы. 2. Цирконы из гарцбургитов и хромититов представлены двумя генетическими разновидностями -реликтовой и эпигенетической. Полученные значения U-Pb изотопного возраста реликтовых цирконов варьируют в пределах 885-392 млн лет. Значения возраста эпигенетических цирконов, обнаруженных только в гарцбургитах, находятся в интервале 293276 млн лет. 3. Вариации значений возраста реликтовых цирконов из реститогенных гарцбургитов и из хромити-тов, как предполагается, обусловлены неравномерными нарушениями и «омоложением» в U-Pb изотопных системах ювенильных цирконов, которые присутствовали в верхнемантийном протолите до начала его частичного плавления. Такое «омоложение» цирконов могло произойти в результате неравномерной потери ими радиогенного свинца вследствие его диффузии при нагреве. 4. Сравнимые значения изотопного возраста реликтовых цирконов из гарцбургитов и хромититов дают основание предполагать, что эти породы и руды образовались приблизительно одновременно. 5. Цирконы из гарцбургитов, которые имеют возраст в интервале 293-276 млн лет, рассматриваются в качестве эпигенетической фазы. По-видимому, они образовались в процессе инфильтрации в пределы ультрамафитового массива тех флюидов, которые выделялись расплавами, сформировавшими дайки и интрузивы гранитоидов, локализованные в пределах и вблизи от Агардагского массива.

Скачать электронную версию публикации